DE3901169A1 - Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von waermeenergie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des 1. bzw. 4. Patentanspruchs.

Zur Rückgewinnung von Wärme wird bei einer bekannten Geschirrspülmaschine (DE-OS 17 30 489) so verfahren, daß in einem mit dem Arbeitsbehälter einer Geschirrspülmaschine in thermischem Kontakt stehendem Speicherbehälter dann kaltes Frischwasser eingelassen wird, wenn die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsbehälter auf ihre Soll-Temperatur aufgeheizt ist. Der Wärmeaustausch findet dann während des betreffenden Spülganges bis zu dessen Beendigung statt. Dabei wird eine Rohrleitung zwischen einer Umwälzpumpe und einer Sprühvorrichtung zusätzlich durch den Speicherbehälter geführt, so daß nicht nur über die gemeinsame Wandung von Speicherbehälter und Arbeitsbehälter sondern auch über den betreffenden Rohrleitungsabschnitt während des laufenden Spülganges ein Wärmeaustausch stattfindet. Dabei wird kaltes Frischwasser ebenfalls dann in den Speicherbehälter eingelassen, wenn die Arbeitstemperatur im Arbeitsbehälter auf ihren Soll-Wert aufgeheizt ist. Von Nachteil ist hierbei, daß bereits während des laufenden Spülganges die Arbeitsflüssigkeit wesentlich abgekühlt wird und ein Nachheizen der Arbeitsflüssigkeit erforderlich werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen auf einfache Weise eine vorzeitige Abkühlung der aufgeheizten Arbeitsflüssigkeit vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 4.

Durch die Merkmale der Erfindung wird der Wärmeaustausch erst nach Beendigung des Spülganges, insbesondere des Reinigungsganges eingeleitet, so daß die Arbeitsflüssigkeit während dieses Spülganges mit ihrer vollen Temperatur zur Verfügung steht. Dabei wird der Speicherbehälter auch erst nach Beendigung dieses Spülganges mit Frischwasser gefüllt, wenn er in thermischem Kontakt mit dem Arbeitsbehälter steht. Der Wärmeaustausch wird dabei unter Zuhilfenahme einer Pumpe durchgeführt, die in den normalen Spülgängen die Arbeitsflüssigkeit zu Sprüheinrichtungen fördert und für den Wärmeaustausch von den Sprüheinrichtungen abgeschaltet und an eine durch den Speicherbehälter geführte Rohrleitung, die zurück zum Arbeitsbehälter führt, angeschlossen. Die Arbeitsflüssigkeit wird somit im Kreislauf geführt, bis ein zumindest weitgehender Temperaturausgleich zwischen der Arbeitsflüssigkeit und dem Frischwasser erzielt ist. Die Steuerung der Umsteuervorrichtung kann dabei zeitlich oder abhängig von der Temperaturdifferenz der Flüssigkeiten erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, zur Einsparung elektrischer Energie während des Wärmeaustausches die mit hoher Leistung ausgestattete, der Umwälzung der Arbeitsflüssigkeit in den normalen Spülgängen dienende Pumpe während des Wärmeaustauschs abzuschalten und dafür eine eigene, wesentlich leistungsschwächere elektrische Pumpe einzusetzen, welche die Arbeitsflüssigkeit durch die Rohrleitung im Speicherbehälter und zurück zum Arbeitsbehälter pumpt. Durch den geschlossenen Strömungsweg brauchen somit nach einem Füllen der Rohrleitungen nur noch die Strömungsverluste in der Rohrleitung durch die Pumpe ausgeglichen zu werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung einer Geschirrspülmaschine mit einer Wärmeaustauscheinrichtung und

Fig. 2 eine Prinzipsskizze des zugehörigen Wärmetauschers.

Im Gehäuse 1 einer Haushalts-Geschirrspülmaschine befindet sich ein Arbeitsbehälter 2, in dem mehrkanalige Sprüheinrichtungen 3 in Form von um senkrechte Achsen drehbar gelagerten Sprüharmen vorgesehen sind. Die Sprühvorrichtungen 3 befinden sich dabei unter- bzw. oberhalb von Geschirrkörben 4, in die das zu spülende Gut eingebracht wird. In den Boden 5 des Arbeitsbehälters, der durch eine frontseitige, nicht dargestellte Tür zugänglich bzw. verschließbar ist, ist eine Ablaufwanne 6 mit darin befindlicher Siebanordnung 7 eingesetzt, wobei an der tiefsten Stelle der Ablaufwanne 6 ein Entleerungsstutzen 8 zu einer nicht dargestellten Entleerungspumpe mit nachfolgendem Entleerungsschlauch führt, während seitlich vom Boden der Ablaufwanne 6 der Ansaugstutzen 9 einer Umwälzpumpe 10 angeschlossen ist, deren Druckstutzen 11 in eine Umsteuervorrichtung 12 mündet. Die Umsteuervorrichtung 12, die als Ventilanordnung oder Drehschieber ausgebildet sein kann und abhängig vom Arbeitsprogramm gesteuert ist, schaltet einzeln, wechselweise oder gleichzeitig unterschiedliche Strömungskanäle 13, 14, 15, 16, 17 in den von der Umwälzpumpe 10 geförderten Strom der Arbeitsflüssigkeit ein. Die Strömungskanäle 13 bis 17 dienen zur Versorgung der einzelnen Sprühkanäle in den Sprühvorrichtungen 3 und werden abhängig vom Spülprogramm, von der Beladung der Geschirrkörbe oder dem Verschmutzungsgrad des eingebrachten Geschirrs mit Arbeitsflüssigkeit über die Umsteuervorrichtung 12 versorgt.

Für den unmittelbaren Zustrom von Frischwasser zum Arbeitsbehälter 2 bzw. in die Ablaufwanne 6 ist eine in die Ablaufwanne 6 mündende Zuleitung 18 über ein Magnetventil 19 ebenso wie eine Frischwasserleitung 20 mit vorgeschaltetem Magnetventil 21 gegebenenfalls über eine Enthärtungseinrichtung und freie Luftstrecken an ein Wasserversorgungsnetz angeschlossen. Die Frischwasserleitung 20 mündet in einen Speicherbehälter 22, der auch über eine Ablaufleitung 23 mit eingeschaltetem Magnetventil 24 mit der Ablaufwanne 6 bzw. dem Arbeitsbehälter 2 verbunden ist. Außerdem weist der Speicherbehälter 22 eine Überlaufleitung 25 auf, die an seinen oberen Bereich angsetzt ist und frei in die Ablaufwanne 6 mündet. Im Speicherbehälter 2 befindet sich außerdem eine in mehreren Mäandern geführte Rohrleitung 26, bei der die Mäanderschenkel gegenüber der Waagerechten vorzugsweise entsprechend Fig. 2 geneigt sind. Der Einlaßstutzen 27 dieser Rohrleitung 26 ist mit einem seperaten Anschluß der Umsteuervorrichtung 12 verbunden, während der Auslaßstutzen 28 zurück zum Ansaugstutzen 9 der Umwälzpumpe 10 geführt ist.

Zur Rückgewinnung von Wärme aus der im betreffenden programmgemäßen Spülgang aufgeheizten Arbeitsflüssigkeit wird vor der Einschaltung der Entleerungspumpe die Umsteuervorrichtung 12 so gestellt, daß nur der Eingangsstutzen 27 der Rohrleitung 26 mit dem Ausgangsstutzen der Umwälzpumpe 10 in Strömungsverbindung steht. Gleichzeitig wird das Magnetventil 21 geöffnet, so daß Frischwasser in den Speicherbehälter 22 bei verschlossener Ablaufleitung 23 einströmt. Zusätzlich wird die Umwälzpumpe 10 in Betrieb gesetzt, so daß über die Umsteuervorrichtung 12 und die Rohrleitung 26 die aufgeheizte Arbeitsflüssigkeit nach Beendigung des vorausgegangenen Spülganges zum Wärmeaustausch durch den Speicherbehälter 22 und zurück zur Auffangwanne 6 geführt wird. Die Arbeitsflüssigkeit wird dann solange im Kreislauf umgepumpt, bis durch den Wärmeaustausch das Frischwasser im Speicherbehälter 22 nur mehr eine vorbestimmte Temperaturdifferenz aufweist. Die Dauer der Einschaltung der Umwälzpumpe 10 kann dabei durch einen Zeitschalter oder Temperaturdifferenzschalter erfolgen, der einerseits die Temperatur der Frischwassers im Speicherbehälter 22 und andererseits die Temperatur der Arbeitsflüssigkeit erfaßt. Nach dem Abschluß des Wärmeaustauschs wird die Umwälzpumpe 10 wieder abgeschaltet und über die Entleerungsleitung 8 die auch aus der geneigten Rohrleitung 26 zurückfließende Arbeitsflüssigkeit abgepumpt. Es steht dann im Speicherbehälter 22 eine erwärmte Frischwassermenge zur Verfügung, die entweder in einem anschließenden oder auch einem späteren, gegebenenfalls in einem weiteren Gesamtspülprogramm vorgesehenen Spülgang mit erwärmter Arbeitsflüssigkeit verwendet werden kann. Liegen zwischen dem Wärmeaustauschvorgang und der Nutzung des gespeicherten erwärmten Frischwassers längere Zeiträume oder andere Spülgänge, dann ist es zweckmäßig, den Speicherbehälter 22 mit einer Wärmeisolierung zu versehen. Werden zwischen dem Wärmeaustauschvorgang und der Nutzung des dabei erwärmten Frischwassers andere Spülgänge ausgeführt, dann kann das dafür erforderliche Frischwasser über die Zuleitung 18 und das Magnetventil 19 programmgemäß und unmittelbar in den Arbeitsbehälter eingelassen werden.

Der Speicherbehälter 22 kann jedoch auch an einer der Wände des Arbeitsbehälters 2 angebaut werden, so daß diese Wand des Speicherbehälters 22 gleich einer Wand des Arbeitsbehälters 2 ist. Dadurch wird ein unmittelbarer Wärmeaustausch zwischen dem Arbeitsbehälter 2 und dem Speicherbehälter 22 möglich, um für den Wärmeaustausch auch Wärmeenergie aus dem Arbeitsbehälter 2 nach Beendigung des mit erwärmter Arbeitsflüssigkeit durchgeführten Spülganges entnehmen zu können. So kann der mit kaltem Frischwasser gefüllte Speicherbehälter 22 beispielsweise in einem der Trocknung des Geschirrs dienenden Trockengang über die dann gekühlte Wand des Arbeitsbehälters als Kondensationshilfe dienen.

Die Überlaufleitung 25 am Speicherbehälter 22 ist vorgesehen, um ein Überfüllen des Speicherbehälters 22 mit Frischwasser zu vermeiden, wenn beispielsweise das Magnetventil 21 defekt ist.

Der Vorteil dieser Verfahrensweise und des entsprechend ausgeführten Aufbaus liegt darin, daß nur die Wärme der an sich abzupumpenden Arbeitsflüssigkeit ausgetauscht wird und das Geschirr einschließlich der Maschinenteile die Temperatur des vorherigen Spülgangs bis zur Zugabe frischen Wassers oder des aus dem Speicherbehälter 22 erwärmten Wassers beibehält. Die für den Ablauf vorgesehene Arbeitsflüssigkeit gibt damit so viel als möglich Wärme an das für einen nachfolgenden Spülgang zu verwendende Frischwasser ab. Es wird daher mit geringem Aufwand eine optimale Energieeinsparung erzielt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus Arbeitsflüssigkeit einer programmgesteuerten Haushalts-Geschirrspül- oder Waschmaschine, wobei die Arbeitsflüssigkeit in einem Arbeitsprogrammabschnitt aufgeheizt wird und in Wärmeaustausch mit bevorratetem Frischwasser gebracht wird, das in einem nachfolgenden Arbeitsprogrammabschnitt in den Arbeitsbehälter abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmte Arbeitsflüssigkeit erst nach Beendigung des Arbeitsprogrammabschnitts, in dem sie aufgeheizt worden ist, in Wärmeaustausch mit dem Frischwasser gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmeaustausch fortwährend und über einen vorbestimmten Zeitraum aufrechterhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch fortwährend solange aufrechterhalten wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen der Arbeitsflüssigkeit und dem Frischwasser auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.

4. Programmgesteuertes Haushaltsgerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder einem der folgenden, insbesondere Geschirrspül- oder Waschmaschine, mit einem Arbeitsbehälter und einem programmabhängig mit Frischwasser zu speisenden Speicherbehälter, der über ein programmgesteuertes Ventil in den Arbeitsbehälter ausmündet und der mit einer Rohrleitung versehen ist, die über eine Sprüheinrichtungen versorgende Pumpe aus dem Arbeitsbehälter programmabhängig mit Arbeitsflüssigkeit gespeist sowie zurück in den Arbeitsbehälter geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (10) eine Umsteuervorrichtung (12) nachgeschaltet ist, die während eines mit aufgeheizter Arbeitsflüssigkeit ablaufenden Spülprogrammschnitts die Sprüheinrichtungen (3) speist und erst nach Beendigung dieses Spülprogrammabschnitts die aufgeheizte Flüssigkeit in die Rohrleitung (26) des Speicherbehälters (22) führt.

5. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (22) einen Überlauf (25) aufweist, der wie die Rohrleitung (28) in den Arbeitsbehälter (2) bzw. eine in dessen Bodenwand (5) eingesetzte Ablaufwanne (6) geführt ist.

6. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung unmittelbar an eine zweite Pumpe angeschlossen ist, die bei stillgesetzter erster Pumpe Arbeitsflüssigkeit in die Rohrleitung fördert.